JP2011131691A - 船舶用蓄熱装置および船舶 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】船舶用蓄熱装置10は、清水タンク用のスペースを有する船舶の蓄熱装置であって、清水が貯留される低温槽4と、低温槽4の清水を船舶1のエンジン20の廃熱により温める熱交換器6と、熱交換器6においてエンジン20の廃熱により温められた清水を貯留する高温槽4と、低温槽4、熱交換器6および高温槽8を連結する第1配管12と、第1配管12に配置され、熱交換器6を介して低温槽4から高温槽8に清水を送る第1ポンプ14とを備える。低温槽4および高温槽8は、清水タンク用のスペースに、互いに独立に形成されている。
【選択図】図1
Description
例えば、船舶は乗客を乗船させるために寄港すると、温水の需要が急激に高まる場合がある。一方で、寄港時は環境保全の観点から、船舶のエンジンを停止したりすることが望まれる。このように、従来、寄港時では温水の需要とエンジン廃熱の供給とが時間的に一致しない場合があった。
そこで、エンジンの廃熱を蓄熱する蓄熱装置を設け、必要に応じて蓄熱装置から熱を取り出すことが重要となる。
ここで、本明細書において、「前記低温槽および前記高温槽は、前記清水タンク用のスペースに互いに独立に形成されている」とは、既設の船舶の清水タンクを改造により低温槽および高温槽に分割してそれぞれ独立化することに加え、新設の船舶の清水タンク用のスペースに低温槽および高温槽を独立に設置することをも含む。
よって、コンパクトな構成で船舶のエンジンの廃熱を利用することができる。
これにより、既設の清水タンクのスペースを利用して高温槽を形成することができるので、より一層コンパクトな構成で船舶のエンジンの廃熱を利用することができる。
そこで、温度センサおよびレベル計の測定結果に基づいて、第1配管および第2配管を流れる清水の流量を調節する。これにより、コンパクトな構成で船舶のエンジンの廃熱を利用するだけでなく、高温槽内の温水の温度および温水量を規定値以上に維持することができ、船内への温水の供給が円滑に行われる。
一般的に、船舶のエンジンの廃熱を有するものとして、エンジンの冷却水や排ガスなどが挙げられる。従来より船舶のエンジンの排ガスは発電用等に用いられているのに対し、エンジンの冷却水は廃熱利用されずに海へ捨てられていることが多い。しかし、船舶のエンジンの冷却水においても、排ガスと同様に、廃熱の有効な利用が求められている。そこで、低温槽の清水をエンジンの冷却水と熱交換して清水を温めるようにした。
これにより、船舶のエンジンの廃熱をより一層有効に利用することができる。
上記船舶では、清水タンク用のスペースに、高温槽および低温槽を設け、低温槽に清水を貯留するとともに、エンジンの廃熱により温めた清水を高温槽に貯留するようにしたので、船舶内に蓄熱槽を設置するためのスペースを新たに設ける必要がない。
よって、コンパクトな構成で船舶のエンジンの廃熱を利用することができる。
船内における温水の需要が供給量を大きく下回った場合、高温槽内の温水は、消費されないまま長時間残存し、温度が次第に低下する。そこで、高温槽内の清水を加熱するボイラを備える。
これにより、例えば、高温槽内の温水の温度が低下しても、ボイラによって追い炊きすることができるので、規定温度の温水を得ることができる。したがって、船内で使用する温水の安定した供給を行うことが可能となる。また、ボイラを補助的に用いるので、従来の船舶に比べて燃料消費を抑えることができ、環境性にも配慮できる。
よって、コンパクトな構成で船舶のエンジンの廃熱を利用することができる。
図1は、本発明の実施形態1に係る船舶用蓄熱装置を備えた船舶の一例を示す構成図である。
清水タンク用のスペースに、高温槽および低温槽を設け、低温槽に清水を貯留するとともに、エンジンの廃熱により温めた清水を高温槽に貯留するようにしたので、船舶内に蓄熱槽を設置するためのスペースを新たに設ける必要がない。
よって、コンパクトな構成で船舶のエンジンの廃熱を利用することができる。
また、図2に示すように、高温槽8内の気液界面に断熱性の高い断熱蓋31を設置することが好ましい。これにより、高温槽8内の保温性を高めることができる。なお、断熱蓋31は、高温槽8の水位に応じて移動可能になっている。
第1ポンプ14は、熱交換器6を介して低温槽4から高温槽8に清水を送る。
これにより、船内における温水の需要が供給量を大きく下回り、高温槽内の温水が消費されないまま長時間残存し、温度が次第に低下した場合であっても、ボイラによって追い炊きすることができる。一方、例えば、船内における温水の需要が供給量を大きく上回って高温槽8内の温水が不足してしまい、船内に給湯できない場合であっても、ボイラ16によって一時的に高温槽8内の清水(温水)を温めることにより、温水の不足分を補えることができる。
よって、規定温度および規定量の温水を船内に供給することが可能となる。また、ボイラ16は、補助的に用いるので、従来の船舶に比べて燃料消費を抑えることができ、環境性にも配慮できる。
なお、上述の温水の規定温度は、特に限定されないが、船舶用蓄熱装置10から遠い船内の客室に供給することを踏まえて実際に使用するよりも高めの温度(例えば80℃程度)にしてもよい。
次に、実施形態2に係る船舶用蓄熱装置について説明する。
図3は、本発明の実施形態2に係る船舶用蓄熱装置を備えた船舶の一例を示す構成図である。図4は、実施形態2に係る清水の流量調節の一例を示すフローチャートである。
図3に示すように、船舶用蓄熱装置10は、図1で説明した構成の他に、第2配管22と、第2ポンプ24と、温度センサ26と、レベル計28とをさらに備える。
第2配管22は、任意の手法で流量が調節されていることが好ましい。具体的には、例えば、流量可変型の第2ポンプ24を用いてもよいし、流量調節用のバルブ25を設けてもよい。
レベル計28は、高温槽8に配置されており、高温槽8内の清水の液面を検出する。
一方、高温槽8内に貯留される清水が規定量ないと判定されると(ステップ3のNO判定)、流量可変型の第1ポンプ14またはバルブ15を用いて第1配管12を開いて第1配管12の流量を現時点の流量より大きくするとともに、流量可変型の第2ポンプ24またはバルブ25を用いて第2配管22を閉じて第2配管22の流量を現時点の流量より小さくする(ステップ4)。このとき、第2配管22は、高温槽8内に貯留される清水が規定量ないことから、全閉することが好ましい。
高温槽8の底面側の清水温度T2が上述の規定温度Tth以下の場合(ステップ6のYES判定)は、流量可変型の第1ポンプ14またはバルブ15を用いて第1配管12を開いて第1配管12の流量を現時点の流量より大きくするとともに、流量可変型の第2ポンプ24またはバルブ25を用いて第2配管22を開いて第2配管22の流量を現時点の流量より大きくする(ステップ7)。
よって、コンパクトな構成で船舶のエンジンの廃熱を利用するだけでなく、高温槽内の温水の温度および温水量を規定値以上に維持することができ、船内への温水の供給が円滑に行われる。
次に、実施形態3に係る船舶用蓄熱装置について説明する。
図5は、本発明の実施形態3に係る船舶用蓄熱装置を備えた船舶の一例を示す構成図である。
第3配管32は、任意の手法で流量が調節されていることが好ましい。具体的には、例えば、流量可変型の第3ポンプ34を用いてもよいし、流量調節用のバルブ35を設けてもよい。
具体的には、高温槽8の清水温度が規定温度以下の場合は、第1配管12を閉じるとともに、流量可変型の第3ポンプ34またはバルブ35を用いて第3配管32を開いて第3配管32の流量を現時点の流量より大きくすることにより、高温槽8の清水を熱交換器6で再加熱する。
よって、コンパクトな構成で船舶のエンジンの廃熱を利用するだけでなく、高温槽内の温水の温度および温水量を規定値以上に維持することができ、船内への温水の供給が円滑に行われる。
次に、実施形態4に係る船舶用蓄熱装置について説明する。
図6は、本発明の実施形態4に係る船舶用蓄熱装置を備えた船舶の一例を示す構成図である。
図6に示すように、船舶用蓄熱装置10は、図1で説明した構成の他に、補助配管30と、補助ポンプ33と、温度センサ26と、レベル計28とをさらに備える。
具体的には、例えば、流量可変型の補助ポンプ33を用いて補助配管30を開いて補助配管30の流量を現時点の流量よりも大きくし、低温槽4内の清水をボイラ16で追い焚きする。
これにより、船内で使用する温水の安定した供給を行うことが可能となる。
次に、実施形態5に係る船舶用蓄熱装置について説明する。
図7は、本発明の実施形態5に係る船舶用蓄熱装置を備えた船舶の一例を示す構成図である。
なお、これらの構成は、上述の実施形態1〜4の構成と同一であるので、その詳細な説明を省略する。
本実施形態では、不図示のコントローラによって、船舶へ供給する温水が適切な温度かつ適切な量で得られるように各部を制御している。
また、高温槽8の清水温度に関わらず、高温槽8の清水量が不足している場合は、第1配管12を開いて第1配管12の流量を現時点の流量より大きくするとともに、第3配管32を閉じて第3配管32の流量を現時点の流量より小さくする。なお、第3配管32は全閉することが好ましい。
また、高温槽8の清水温度に関わらず、高温槽の清水量が不足している場合は、ボイラ16を起動するとともに、補助管30を開いて補助管30の流量を現時点の流量より大きくする。このようにして、低温槽4内の清水をボイラ16で加熱し、温水の不足分を補う。
例えば、上述の実施形態1〜5を適宜組み合わせてもよいのはいうまでもない。
2 清水タンク
4 低温槽
6 熱交換器
8 高温槽
10 船舶用蓄熱装置
12 第1配管
14 第1ポンプ
15 バルブ
16 ボイラ
18 給湯管
20 エンジン
22 第2配管
24 第2ポンプ
25 バルブ
26 温度センサ
28 レベル計
29 排出口
30 補助配管
31 断熱蓋
32 第3配管
33 補助ポンプ
34 第3ポンプ
35 バルブ
Claims (7)
- 清水タンク用のスペースを有する船舶の蓄熱装置であって、
清水が貯留される低温槽と、
前記低温槽の前記清水を前記船舶のエンジンの廃熱により温める熱交換器と、
前記熱交換器において前記エンジンの前記廃熱により温められた前記清水を貯留する高温槽と、
前記低温槽、前記熱交換器および前記高温槽を連結する第1配管と、
前記第1配管に配置され、前記熱交換器を介して前記低温槽から前記高温槽に前記清水を送る第1ポンプとを備え、
前記低温槽および前記高温槽は、前記清水タンク用のスペースに、互いに独立に形成されていることを特徴とする船舶用蓄熱装置。 - 前記低温槽および前記高温槽は、前記船舶の既設の前記清水タンクを分割して形成されることを特徴とする請求項1に記載の船舶用蓄熱装置。
- 前記低温槽と前記高温槽とを連結する第2配管と、
前記第2配管に配置され、前記高温槽から前記低温槽に前記清水を戻す第2ポンプと、
前記高温槽に配置され、前記高温槽内の前記清水の温度を測定する温度センサと、
前記高温槽に配置され、前記高温槽内の前記清水の液面を検出するレベル計と、
前記温度センサおよび前記レベル計の測定結果に基づいて、前記第1配管および前記第2配管を流れる前記清水の流量を調節する流量調節手段とをさらに備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の船舶用蓄熱装置。 - 前記第1配管の前記低温槽と前記熱交換器との間に、前記第1配管と前記高温槽とを連結する第3配管と、
前記第3配管に配置され、前記高温槽から前記第1配管に前記清水を戻す第3ポンプと、
前記高温槽に配置され、前記高温槽内の前記清水の温度を測定する温度センサと、
前記高温槽に配置され、前記高温槽内の前記清水の液面を検出するレベル計と、
前記温度センサおよび前記レベル計の測定結果に基づいて、前記第1配管および前記第3配管を流れる前記清水の流量を調節する流量調節手段とをさらに備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の船舶用蓄熱装置。 - 前記熱交換器は、前記低温槽の前記清水を前記エンジンの冷却水と熱交換して、前記清水を温めることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の船舶用蓄熱装置。
- 前記エンジンと、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の船舶用蓄熱装置とを備えることを特徴とする船舶。 - 前記高温槽内の前記清水を加熱するボイラと、
前記ボイラにより加熱された前記清水を、前記低温槽内の前記清水と混合して船内に供給する給湯管とをさらに備えることを特徴とする請求項6に記載の船舶。
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